Обложка канала

ИОНХ РАН. Химия в России и за рубежом

Новости химической науки, информация о научных исследованиях, публикациях, конференциях и грантах от ведущего химического института РФ.

ИОНХ РАН. Химия в России и за рубежом

3 года назад
Открыть в
Новый подход к созданию нагревательных элементов для сенсоров на горючие газы Ученые из Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова и Научно-исследовательского центра «Кристаллография и фотоника» РАН разработали новый подход к созданию микронагревателей, которые используются в миниатюрных сенсорах для детектирования горючих газов в воздухе. Для изготовления нагревательных элементов сенсоров предложено использовать двухслойную систему тантал-платина. В качестве подложки для микронагревателей был выбран пористый анодный оксид алюминия. Как показали исследования в этом случае даже при температуре 800 °С платина не превращается в несвязанные кристаллиты (как это бывает при использовании Pt в чистом виде), а представляет единую структуру, способную проводить ток. Результаты работы, поддержанной грантом Минобрнауки России, опубликованы в журнале Nanomaterials и будут использованы для создания нагревательной системы полноценного сенсора. Kalinin I.A., Roslyakov I.V., Khmelenin D.N., Napolskii K.S. Long-Term Operational Stability of Ta/Pt Thin-Film Microheaters: Impact of the Ta Adhesion Layer. Nanomaterials 2023, 13, 94. DOI: 10.3390/nano13010094. https://www.mdpi.com/2079-4991/13/1/94 Источник: Научная Россия #российскаянаука
Long-Term Operational Stability of Ta/Pt Thin-Film Microheaters: Impact of the Ta Adhesion Layer

Microheaters with long-term stability are crucial for the development of a variety of microelectronic devices operated at high temperatures. Structured Ta/Pt bilayers, in which the Ta sublayer ensures high adhesion of the Pt resistive layer, are widely used to create microheaters. Herein, a comprehensive study of the microstructure of Ta/Pt films using high-resolution transmission electron microscopy with local elemental analysis reveals the twofold nature of Ta after annealing. The main fraction of Ta persists in the form of tantalum oxide between the Pt resistive layer and the alumina substrate. Such a sublayer hampers Pt recrystallization and grain growth in bilayered Ta/Pt films in comparison with pure Pt films. Tantalum is also observed inside the Pt grains as individual Ta nanoparticles, but their volume fraction is only about 2%. Microheaters based on the 10 nm Ta/90 nm Pt bilayers after pre-annealing exhibit long-term stability with low resistance drift at 500 °C (less than 3%/month).

MDPI